专利名称：控制往复式压缩机的装置和方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种用于控制往复式压缩机的装置和方法，特别是涉及一种控制排放通道开/关的装置和方法，该排放通道为往复式压缩机排出制冷剂的通道。
在下文中，将参考
图1和图2描述一种控制传统往复式压缩机的传统方法。
图1是一个传统往复式压缩机的局部视图。图2是一个传统往复式压缩机控制方法的方框图。
参考图1，往复式压缩机通常包含一个密封箱101，一个用来吸入和压缩制冷剂然后再排出制冷剂的压缩腔，以及一个产生动力的驱动装置。
更具体地说，压缩腔包括汽缸103，汽缸头109，以及活塞107。汽缸103配有压缩腔100。汽缸头109配有用于对制冷剂的吸入和排出进行导向的吸入和排出阀，同时其与汽缸103的上部连接在一起。活塞107装在汽缸103中产生直线往复式运动。
驱动装置包括圆形内芯105，外芯104和永久磁铁102a。圆形内芯105套在汽缸103上。外芯104位于与内芯105相距一段距离的空间上，并配有线圈106，线圈106围绕着内芯105缠绕，以便当电流加载加载在线圈106上时产生磁场。永久磁铁102a位于内芯105和外芯104之间。永久磁铁102a由动子102固定支撑，活塞107也由动子102固定支撑。动子102的下部向外延伸形成突出部分112。突出部分112的运动通过移动距离传感器113检测。也就是移动距离传感器113能通过检测突出部分112的运动距离来检测活塞107的运动距离。
在下文中，将描述往复式压缩机的操作。当电流加载加载到线圈106上产生磁场时，由电流加载在线圈106和永久磁铁102a上产生的一定量的磁力将作用在永久磁铁102a上。然而，由于加载在线圈106上的电流是交流电(AC)，因此线圈106产生的磁场的磁极方向呈周期性变化，所以永久磁铁102a周期性地进行往复运动。在这种情况下，固定支撑永久磁铁102a的动子102与永久磁铁102a一起运动，由动子102固定支撑的活塞107也随着动子102做往复运动，从而实现往复式压缩机吸入和压缩的过程。
标号108表示的是一个共振弹簧，它可以沿着活塞107上下两个方向共振，并使活塞107的往复运动加倍。标号111表示的是吸入消音器，用来降低往复式压缩机在吸入操作过程中，将低压制冷剂吸入到往复式压缩机时产生的吸入噪音。标号111a表示的是吸入管，是往复式压缩机在吸入操作过程中低压制冷剂运动和流入往复式压缩机的通道。标号110表示的是排放消音器，用来降低高压制冷剂在往复式压缩机吸入操作过程中，在压缩腔中被压缩然后排出到往复式压缩机外部时产生的排放噪音。标号110a表示的是排放管，是往复式压缩机在吸入操作过程中，在压缩腔中被压缩的高压制冷剂吸入和输送的排放通道。
接下来，参照图2对控制传统往复式压缩机的传统方法予以说明。
一般来说，控制传统往复式压缩机200的方法是通过如图1所示的移动距离传感器113来检测活塞107的运动，用控制装置201来识别和测定活塞107的运动，如果活塞107出现过量的运动，就用控制装置201控制动力开关202。相应地，通过切断和接通供给往复式压缩机200的电源来分别切断和接通加载在线圈106上的电流这样实现控制往复式压缩机的操作。另外，控制传统往复式压缩机200的传统方法也能通过检测电流强度来实现，方法是用电流传感器检测加载在往复式压缩机200上的电流强度，用控制装置201识别和测定电流强度，如果有过量的电流加载在往复式压缩机200上，就通过控制动力开关202切断从电源输送的动力。
然而，上述的活塞107的运动距离不是一个固定的位移值，而是一个自由的位移值。相应地，如果一个过量的电流加载在往复式压缩机200上，磁场就被加强，而磁场对永久磁铁102a的作用也被加强，那么就将出现往复式压缩机的汽缸头109和活塞107相撞的情况。此外，传统的往复式压缩机的控制方法要想解决这个问题，主要是通过检测活塞的运动距离或者是流入线圈的电流强度来实现的，如果运动的距离或电流的强度超过一定的值，就通过切断通入到往复式压缩机上线圈的电流来中断往复式压缩机的操作，但由于往复式压缩机频繁地进行开/关操作，也造成了往复式压缩机可靠性变差。
本发明的其它目的和优点将部分地体现于后述说明书中并部分地从说明书中显而易见地导出，或者从本发明的实践中得出。
本发明的前述和其它的目的是通过提供一种控制往复式压缩机的装置来实现的，该往复式压缩机具有一个排放通道开/关控制装置来控制排放通道的开/关程度，该排放通道用于排出或输送往复式压缩机在压缩过程中所产生的高压制冷剂。此外，排放通道开/关控制优选包括用于打开或关闭排放通道的自动控制阀、用于指令自动控制阀的开/关的开/关控制开关、用于检测往复式压缩机操作状态的传感器，以及用于通过传感器识别和判断信息并控制自动控制阀或开/关控制开关的控制装置。
本发明前述的和其它的目的也可以通过提供一种控制往复式压缩机的方法来实现，该方法包括检测往复式压缩机的操作状态；将检测值与默认值相比较并判断往复式压缩机是否不正常；如果往复式压缩机的操作状态不正常，则进行控制往复式压缩机的排放通道，其中往复式压缩机操作状态的检测通过检测活塞在往复式压缩机内的运动距离或加载在往复式压缩机上的电流强度来进行。
图2是显示控制传统往复式压缩机的传统方法的方框图。
图3是显示根据本发明的实施方式的另一种控制往复式压缩机的装置的原理图。
图4是显示根据本发明的另一实施方式的另一种控制往复式压缩机的装置的原理图。
图5A和5B是显示分别根据图3和4中的实施方式中活塞的运动和作用在活塞上的力的方向的示意图。
图6是显示根据本发明的实施方式中的控制往复式压缩机的方法的流程图。
图3是显示根据本发明的具体实施方式
中的一种控制往复式压缩机的装置的原理图；图4是显示根据本发明的另一具体实施方式
的另外一种控制往复式压缩机的装置的原理图；图5A和5B是显示分别根据图3和4的具体实施方式
中活塞的运动和作用在活塞上的力的方向的示意图。
参考图3，描述的是一种往复式压缩机300，吸入管305与往复式压缩机300的一端相连，并在往复式压缩机吸入操作过程中形成一个输送低压制冷剂的通道。排放管303与往复式压缩机300的另一端相连，并在往复式压缩机吸入操作过程中形成一个吸入和输送压缩高压制冷剂的排放通道。自动控制阀304定位在排放管303中，并选择性地打开和关闭由排放管303形成的通道。开/关控制装置302与自动控制阀304相连接，并控制自动控制阀304的开/关。移动距离传感器306与往复式压缩机300相连，并检测往复式压缩机300的活塞运动的距离。控制装置301识别和判断开/关控制开关302检测的信息，并向开/关控制装置302发出指令，指示自动控制阀304有选择性地打开和关闭排放通道。
在下文中，将对上文叙述的具体方式进行详细的描述。
当电源供给到往复式压缩机300上且往复式压缩机300开始工作时，往复式压缩机300上汽缸内的活塞将进行吸入和压缩操作，同时在规定的范围内周期性地运动。当吸入操作进行时，低压制冷剂将通过吸入管305流入到往复式压缩机中，而往复式压缩机300内被压缩的高压制冷剂将从往复式压缩机内排出，并且在进行排出操作时通过排放管303输送。当在进行吸入和压缩操作的某时刻流过过量电流时，活塞的运动距离就延长了。活塞过量的运动距离通过移动距离传感器306检测，而检测到的信息被传送到控制装置301。控制装置301识别检测到的信息，判断往复式压缩机300的工作状态并给开/关控制装置302发出指令，指令自动控制阀304将排放通道阻截在与活塞超过正常的运动距离后的过量运动距离相对应的规定的范围内，。相应地，开/关控制装置302指令自动控制阀304将排放通道阻截在规定的范围内，而自动控制阀304将排放通道阻截在指令的范围内。排放通道不需要完全被阻断。其理由是如果阻截的排放通道是在规定的范围内，则排放通道就阻截在与规定范围相一致的范围内，而高压制冷剂的输送就中断在与规定范围相一致的范围内。相应地，优选排放通道能通过自动控制阀304阻截，优先范围设计在0％到100％内。0％则意味着排放通道完全打开，而100％则意味着排放通道完全关闭。使用上述结构的理由是它可以防止当往复式压缩机300处于不正常的操作范围内时，往复式压缩机被强迫选择性地完全打开或完全关闭所造成的突然停止工作或再启动工作的现象，从而实现平滑的控制。
图4是说明根据本发明的另一具体实施方式
，其中与图3中相同的部件使用相同的标记。
如图4所示，往复式压缩机300采用电流传感器401来检测作用在往复式压缩机300的电流的强度而不是采用移动距离传感器306来确定往复式压缩机的工作状态。相应地，电流强度通过电流传感器401检测，并将检测到的信息传送给控制装置301。此后，控制装置301也相应地识别电流的强度并判断往复式压缩机是否处于不正常的工作状态。接着，控制装置301根据不正常状态的程度来控制排放通道阻截的程度。此外，优选自动控制阀304的开/关程度处于从0％到实现排放通道关闭的100％的范围。
参考图5A、5B连同图3所描述的实施方式，图5A是说明在往复式压缩机正常工作中，高压制冷剂被输送到向前运动的汽缸头部503并在稳定的压缩工作状态下排出，在这种工作状态下，压缩腔501内流动的高压制冷剂不会超过预设的活塞位移。输送到汽缸头部503的高压制冷剂沿着吸入管被正常地输送到吸入阀(图中未示出)。相反，图5B是说明非正常运动的状态，其中活塞502已经超过活塞502正常的运动距离，达到过量的距离，排放通道被阻截在与活塞超过正常的运动距离的活塞过量的移动距离相对应的距离范围内，相应地，不能从往复式压缩机300的压缩腔501内排出的高压制冷剂产生一个反作用力，从而阻止活塞502向汽缸头部503运动。
具体地说，当排放管303形成的排放通道被阻截在规定范围时，从往复式压缩机300排出的制冷剂的流动就被自动控制阀304中断在与往复式压缩机在排出操作相对应的范围内，不能从压缩腔501中排出的高压制冷剂就滞留在压缩腔501中。由于在压缩过程中，滞留的制冷剂产生一个与活塞502运动方向相反的液压力，避免了由于往复式压缩机过载造成的活塞502和汽缸头部503间的碰撞。当然，容易理解，上面描述的控制方法中具有自由位移的往复式压缩机300的活塞502的运动距离与具有固定位移的活塞的移动距离的几乎达到相同的效果。同时，同样的效果也可以而不是设定预设位移而获得，而式通过将电流强度设定在一个规定的值内，并根据设定的电流强度控制自动控制阀304的开/关。
图6是说明根据以上具体实施方式
的控制往复式压缩机方法的流程图。
首先参考图6，当往复式压缩机开始工作时，在步骤S601中，往复式压缩机300内活塞502的运动距离通过移动距离传感器306检测。接下来控制装置301在步骤S602中，将实际检测到的运动距离与预设位移值相比较，并判断往复式压缩机300的工作状态是否不正常。也就是，确定活塞502的运动距离是否大于预设位移。接下来，如果基于判断的基础确定往复式压缩机300的工作状态正常，则继续检测活塞502的运动距离，并重复地与预设位移相比较。相反，如果基于对信息判断的基础确定往复式压缩机300的工作状态不正常，就是说活塞502的运动距离大于预设位移，活塞502的运动距离就不断被检测并与预设位移相比较，并指令开/关控制装置302在步骤S603中控制自动控制阀304。接着，开/关控制装置302传送一个适当的电信号到自动控制阀304，自动控制阀304就根据S604的电信号控制排放通道的打开和关闭。往复式压缩机的工作就根据上述的过程平稳地进行。当然，也可以在步骤S601中通过检测实际加载在往复式压缩机300上的电流强度来检测往复式压缩机300的工作状态。在这种情况下，相应地就要将预设的电流强度值与实际加载在往复式压缩机300上的电流强度相比较，从而在步骤S602中确定的往复式压缩机300的工作状态是否正常。当然，排放通道的阻截范围为从0％到排放通道完全阻截的100％。
如上所述，根据本发明用来控制往复式压缩机的装置和方法能通过控制往复式压缩机的工作来防止由于活塞的过量运动造成的活塞和汽汽缸头部之间的碰撞，从而延长了往复式压缩机的寿命，提高了产品的可靠性，并防止了由于压缩机的频繁开/关造成的工作不正常现象的出现。
尽管已经对本发明的一些具体实施方式
做了展示和叙述，但本领域技术人员可以理解在不脱离本发明的原则和精神的情况下可以对这些实施方式进行改变，本发明的保护范围由权利要求书和其等同物来确定。
权利要求
1.一种控制往复式压缩机的装置，包括用于控制排放通道的开/关程度排放通道的开/关控制装置，从往复式压缩机排出的高压制冷剂从排放通道中流通。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的排放通道开/关控制装置包含自动控制阀。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的自动控制阀被安装在往复式压缩机的排放管中。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的自动控制阀在0％到100％的范围内调节以阻截排放通道。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的排放通道开/关控制装置进一步包含控制装置，用来识别和判断往复式压缩机的工作状态，并控制自动控制阀的开/关程度。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的排放通道开/关控制装置进一步包含开/关控制装置以用相应的电信号来指令自动控制阀的开/关程度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述的排放通道开/关控制装置进一步包含控制装置，用来确定往复式压缩机的工作状态并控制开/关控制装置。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述的排放通道开/关控制装置进一步包含移动距离传感器，其用来检测往复式压缩机中活塞的运动距离，并将检测到的运动距离信息传送给控制装置。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述的排放通道开/关控制装置进一步包含电流传感器，其用来检测加载在往复式压缩机上的电流强度，并将检测到的电流强度信息传送给控制装置。
10.一种控制往复式压缩机的方法，包括步骤检测往复式压缩机的工作状态；将检测到的信息与预设值相比较，并确定往复式压缩机的工作状态是否不正常；以及如果往复式压缩机的工作状态不正常，则控制往复式压缩机的排放通道。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于所述的往复式压缩机工作状态的检测通过检测往复式压缩机内活塞的运动距离来实现。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于所述的往复式压缩机工作状态的通过检测加载在往复式压缩机上的电流强度来实现。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于检测到的信息与预设值的比较通过控制装置来进行。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于往复式压缩机排放通道的控制步骤包括使控制装置对开/关控制开关发出命令，以便当往复式压缩机工作状态不正常时能指令自动控制阀打开或关闭；指令自动控制阀打开或关闭排放通道；以及使自动控制阀控制排放通道。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于指令自动控制阀打开或关闭排放通道通过在自动控制阀上施加电信号而进行。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于排放通道在0％到100％的范围被阻截。
17.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述的排放通道开/关控制装置进一步包含移动距离传感器，其用来检测往复式压缩机中活塞的移动距离，并将检测到的移动距离信息传送给控制装置。
18.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述的排放通道开/关控制装置进一步包含电流传感器，其用来检测加载在往复式压缩机上的电流强度，并将检测到的电流强度信息传送给到控制装置。
全文摘要
一种控制往复式压缩机中制冷剂排放通道的开/关的装置和方法。本发明的装置包括排放通道开/关控制装置，用来控制排放通道的开/关程度，该排放通道能排出和输送往复式压缩机在压缩操作中产生的高压制冷剂。本发明的方法包括检测往复式压缩机的工作状态，将检测到的信息与预设值相比较，并确定往复式压缩机的工作状态是否不正常，并且当往复式压缩机的工作状态不正常时控制往复式压缩机的排放通道。
文档编号F04B49/22GK1465863SQ0215036
公开日2004年1月7日 申请日期2002年11月11日 优先权日2002年6月17日
发明者李仁柱, 金炫中 申请人:三星电子株式会社